建筑膜结构（通用12篇）
建筑膜结构 篇1
防水工程设计在建筑工程的结构设计中非常重要。然而, 目前我国的大多数建筑工程设计图纸中, 并没有对相关的防水设计、施工要求、结部结构处理等进行说细说明, 由此导致不合理的排水设计造成屋面渗漏的问题产生。一个好的平屋面防水设计, 应综合考虑多方面的问题, 运用合理的构造手段、采用合适的材料, 进行排防结合, 才能取得好的防水效果。
1、保持便捷的结构设计
近几年, 社会各界更热衷于对标新立异的建筑结构的设计, 并形成了建筑设计的时尚潮流, 由此造成了相应的防水工程设计的难度。为了追求更奇特的外观, 不少设计师加强了对屋形式的设计, 使屋顶的结构变得更加复杂, 从而限制了防水设备的合理设置, 减弱了屋面的排水功能。为保证屋面正常的防水设计, 在施工图设计阶段, 就应明确排水系统的基本设计, 其中包括排水分区、水落口的分布及排水坡度等内容。力求建筑工程排水途径的通畅便捷, 水落口跟着水落管布置、水落管必需保证立面需要, 以此避免因水落口与水落管分开而导致的雨水在屋面上自寻出水口, 加大排水不畅和渗漏问题的几率。
2、保证屋面结构刚度
提高屋面结构的刚度, 对于加强平屋面的防水设计有明显的作用。一般情况下, 通过增加配筋率和减少钢筋间距就可以大大增强建筑结构的防水效果。这种方法会在一定程度上增加建筑工程成本, 但对于中高层住宅和高层建筑的防水能起到非常的贡献。
3、优先采用结构找坡
结构找坡的优势在于, 可以简化屋面构造层次, 实现良好的防水效果。
室内允许顶板有斜度时, 应作结构找坡。可加作吊顶的, 应采用结构找坡。其他平屋面, 只要建筑功能允许, 均宜采用结构找坡。结构找坡可简化屋面构造层次, 利于防水。合适的找坡材料对于结构找坡的实施非常重要。可以使用外形不太圆、表面粗糙、符合级配要求的专用找坡陶粒, 还可在其中掺加少许陶粒碎屑或粗砂制成陶粒混凝土进行施工, 这样就可以通过简单的操作实现屋面荷载的有效增加。
4、找坡层设在主防水层之下
目前, 不少建筑的防水设计是先在现浇屋面板上作主防水层, 然后再作找坡, 目的是保持长久的防水功能。然而想要实现防水层的绝对可靠耐久是不现实的, 一旦出现漏水问题, 就只能全部挖除再进行维修。其实是一种不合理的设计。因此就坚持找坡层设在主防水层之下的原则, 这样才能保证防水设计的科学合理。
5、找平层以不设为好
在现浇钢筋混凝土屋面板上作柔性防水层时, 可以不做找平层。一则, 不裂的找平层不多, 二则不做找平层可以减少屋面构造层次, 对于防水设计反而有一定的帮助作用。
6、保温隔热以设为好
传统的建筑设计观念对保温隔热的设计并不重视, 为节约材料成本一般不设保温隔热。虽然费用是节省了, 但是却造成了外墙与屋面交接处的温度差, 增加了屋面温度变形的可能性, 无形中提高了屋面基层裂缝的发生率。因此, 在条件允许的情况下, 应增加建筑的保温隔热层设计。
7、少设隔汽层
建筑设计中隔汽层的作用在于, 与柔性防水层共同作用, 形成对保温层内的水汽的“双封”。然而“双封”构造对排汽措施的要求很高, 而当满足这一技术的排汽口配件生产还不到位时, 应放弃隔汽层。
8、关于相容性
相容性的问题会对建筑工程防水设计产生严重的影响, 但相对来说比较好解决。在刚性防水上人屋面设置聚合物水泥砂浆辅助防水层, 只要不选含有机溶剂及焦油的材料, 就不会存在这方面的问题。
如果是沥青类卷材, 则可采用热熔粘贴技术直接粘贴于混凝土基层或水泥砂浆找平层之上, 这样比使用冷胶更能保证施工质量。
想要通过在不同种类的多道柔性防水层之间设置水泥砂浆进行隔离的方法其实效果并不好, 而且一旦渗漏几乎不能维修。因此, 处理这种情况时, 将水泥砂浆改为聚合物水泥防水涂料是比较好的选择。
9、关于上人屋面
由于社会经济发展的需要, 目前城市的空间越来越狭窄, 加强对空间的利用是非常必要的。上人屋面设计可以开发户外活动的面积, 对于建筑的户外活动场所的拓展有一定的意义。上人屋面的防水层宜采用刚性在上柔性在下的结合式设计。挤塑聚苯板或泡沫玻璃板的隔热层可以使刚性防水层兼作压置层, 是多层居住建筑的首选构造形式。
1 0、关于水落口
一般钢制的水落口较重且粗糙, 不建议用于上人屋面, 不锈钢水落口则相对来说更适合运用于上人屋面。PVC水落口虽然精制、美观, 而且成本更低, 但是寿命短, 不耐老化, 还存在于防水层的密封问题, 这些需要纳入设计考虑。
在进行水落口杯的埋设时, 还要考虑设防时相关附加防水层、柔性密封、保护层、找平层以及排水坡度对水落口杯的影响, 基本上设计原则是宁低勿高, 目的是确保水落口为排水区内的最低点。
水落口的平面布置重点在于找准位置, 尤其是应注意其四周5%坡降的影响。设在女儿墙拐角处的横式水落口, 应保持与两侧各250~300 mm的距离, 目的是不造成对柔性防水层的妨碍。直式水落口的布置同样应遵循这个原则, 以免造成渗漏概率的提高和修补的难度。
内排水水落口在进行平面布置时, 还要将屋面以下的部分纳入设计考虑范围, 穿梁和紧贴梁边布置, 极易防碍水落管与水落口联接时的施工操作, 导致施工质量差而引发渗漏问题, 因此应尽量避免。
1 1、刚性防水
分格缝不合格是影响屋面刚性防水的主要因素。采用专用塑料模条成型、取出后嵌填专用聚氨酯密封胶的技术, 可以有效保证分格缝的构造质量。
屋面刚性防水只包括配筋的细石混凝土或钢纤维细石混凝土。影响刚性防水声誉的主要因素是分格缝普遍不合格。嵌缝工作完成后, 采用JS涂膜对缝处进行40 mm的封涂。如果相关的嵌缝工作更深, 可以用3 mm厚聚合物水泥砂浆 (细砂) 勾缝来代替, 这样还可以提高上人屋面的抗紫外线和抗机械损伤能力。
摘要：建筑工程的防水工作关系到建筑的正常使用和寿命。出现相关问题的原因很多, 除了屋面防水材料的应用、施工技术的不完善等原因, 工程结构设计的不合理是直接造成建筑防水工程失败的根本性原因。本文对建筑结构平屋面防水建筑结构设计的原则进行了分析, 希望能为建筑工程相关的防水结构设计提供更科学、合理的方案。
关键词：平屋面,防水设计,排水
参考文献
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[2]黄文威.浅论建筑屋面的防水技术[A].《建筑科技与管理》组委会.2015年9月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会:, 2015:4.
[3]王仲辰.平屋面构造防水研究及应用[J].中国建筑防水, 2015, 07:34-38.
建筑膜结构 篇2
关键词：钢结构；
焊接；
分析 Abstract: Based on the importance of welding technology, this paper mainly elaborates the high-strength steel welding, cold welding and thick steel plate welding these main construction processes, for your reference.Key words: steel structure;welding;analysis 中图分类号：TU391文献标识码：A 文章编号：2095-2104（x）随着我国经济的发展，我国在钢结构施工中，无论是技术手段还是施工材料，都取得了很大的突破，我国虽然早期在铁结构方面有卓越的成就，但由于2000多年的封建制度的束缚，科学不发达，因此，长期停留于铁制建筑物的水平。直到19世纪末，我国才开始采用现代化钢结构。新中国成立后，钢结构的应用有了很大的发展，不论在数量上或质量上都远远超过了过去。在设计、制造和安装等技术方面都达到了较高的水平，掌握了各种复杂建筑物的设计和施工技术，在全国各地已经建造了许多规模巨大而且结构复杂的钢结构厂房、大跨度钢结构民用建筑及铁路桥梁等。随着社会的进步和科学技术不断创新，建筑钢结构焊接方面的的工艺以及技术也在不断的更新和完善，近些年新的焊接技术不断的被创造和使用到工程施工中去，不仅为建筑钢结构焊接施工带来了更加简单快捷的方法，而且实现了钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，钢结构的焊接水平提高起到了至关重要的作用。本文主要结合实际操作过程，对钢结构焊接工艺进行详细的论述。高强钢焊接的施工工艺 1.1 焊接材料的选择及匹配 1.1.1 强匹配。强节点弱杆件，即与母材规定的最低标准相比，焊接材料熔敷金属在强度、韧性、塑性等方面要明显高于标准；
并且焊接接头位置的各种基本的性能指标至少要与母材料规定的最低标准相匹配；
1.1.2 焊缝的塑性。在进行厚板焊接时，应该根据厚度效应后的强度来选择适当的焊材，通常当节点的拘束度比较大的时候，可以在1/4 板厚以后选择强度稍低的焊材；
1.1.3 满足冲击韧性的要求。对焊材韧性的选择是一项非常重要的工作，好韧性的焊材能够使焊缝以及热影响区的韧性满足钢结构的规定标准。比如在焊接无裂纹钢种的时候，可以选取低 H 或者超低 H 的焊接材料，同时在钢板厚度低于50mm 或者温度在0℃以上的时候，可以不对钢结构进行预热。这一方法的明显优势就是它的力学指标突出，尤其是在区强比的冲击性能方面更显优越；
1.2 高强钢焊接性能的评价方法 现阶段，建筑施工主要采取的评价方法有：碳当量计算评定法；
热影响区最高硬度试验评定法；
插销试验临界断裂应力评定法 1.3 确定最低预热温度的常用方法 1.3.1 通过裂纹实验来进行控制，即通过进行斜 Y 坡口试样抗裂方面的试验对最低的预热温度进行确认；
1.3.2 通过硬度控制预热温度，通常采用的方法是根据一定碳含量的钢材，其不同板厚 T形接头角焊缝热影响区硬度达到 350HV 对应的冷却速度（540℃时），查表确定焊接线能量；
1.3.3 根据裂纹敏感指数、板厚范围、拘束度等级、熔敷金属扩散氢含量确定最低预热温度；
1.3.4 根据接头热输入、冷却时间和钢材的特定曲线□确定最低预热温度；
1.4 对焊接质量的控制方法；
1.4.1 对热输入以及冷却速度进行控制。此方法主要是通过对焊接时的电压、电流以及焊接时的焊接速度和熔敷金属在800℃～500℃区间内的冷却时间的控制，进而完成焊接质量的控制；
1.4.2 对焊缝中各种元素的质量百分比进行必要的控制，主要是指碳、硫、磷、氢、氧等。为了达到这一目的，除了要选择质量优越的低氢焊接材料外，还要求操作人员拥有较好的操作手法，从而对熔池金属进行很好的保护；
1.4.3 应力与变形控制。选用高能量密度、低热输入的焊接方法，如气体保护焊；
用小线能量，多层多道焊接；
减小焊接坡口的角度和间隙，减少熔敷金属填充量；
采用对称坡口，对称、轮流施焊；
长焊缝应分段退焊或多人同时施焊；
用跳焊法避免变形和应力集中；
在进行高强钢的焊接作业时，应从钢材料自身的强化机理以及供货时的所处特征出发，全面考察各项性能的指标要求，从而选择适合的焊材以及评价焊接质量的试验方法。最后得到适合于生产的焊接工艺，起到相应的指导生产的要求。在进行这一钢材的焊接时，为了避免其产生冷裂现象，应该注意采取相应的措施。同时为了出现接头弱化的现象，焊接时应该对层间温度以及焊接线能量进行较为严格的筛选和控制。总的原则还是应该在较低的成本下，尽可能完成高质量的焊接任务。低温焊接时的施工工艺 2.1 焊接材料的选取 由于是在低温环境中进行焊接作业，所以为了更好的完成焊接任务，应该尽量选取氢含量较低的焊接材料，并且对焊接材料进行必要的烘焙以及保温措施。
2.2 焊接前的防护措施 为了达到尽量减少热量的损失，可以在进行焊接作业的地方构建相应的保护房，从而形成相对密闭的空间。如果条件不允许构建防护房，也可以采取其他一些措施来起到防护热量损失的作用。在进行一些气体保护焊接操作时，气瓶也要进行必要的保温措施。
2.3 对焊接质量的控制 2.3.1 预热和层间温度。相比较于常温条件下的焊接预热，低温焊接时的预热温度要稍高，并且需要预热的区域范围较大，通常情况下是焊接点周围大于等于两倍钢厚度的范围，并且这一范围不小于 100mm。焊接层的温度通常要高于预热温度，或者是不低于相应规定中的最低温度 20℃，二者之间取较高温度者；
2.3.2 采用合理的焊接方法。尽量使用窄摆幅，多层多道焊，严格控制层间温度；
2.3.3 焊接后热及保温。焊接后及时对焊接接头进行后热保温处理。利于扩散氢气的逸出，防止因冷速过快而引起的冷裂纹，同时适当的后热温度还可以适当降低预热温度；
厚钢板焊接技术 3.1 建筑钢结构中厚钢板得到最大的使用，大量钢结构工程采用厚钢板，促进了厚钢板焊接技术的发展，同时也丰富了建筑用钢的范围。
3.2 厚钢板焊接的关键是防止由于焊接而产生的裂纹和减少变形，应主要考虑以下几点 ：
3.2.1 选用合理的坡口形式。如尽量选用双 u 或 X 坡口，如果只能单面焊接，应在保证焊透的前提下，采用小角度、窄间隙坡口，以减小焊接收缩最、提高工作效率、降低焊接残余应力；
3.2.2 合理的预热和层间温度；
3.2.3 后热和保温处理；
结束语 在建筑工程中，钢结构的主要连接方式就通过焊接来完成，焊接技术在建筑工程中发挥着重要的作用。随着社会的进步和科学技术不断创新，不论是在物理、化学、冶金，还是在电子、计算机等领域，新技术、新设备、新材料不断被发现和使用，作为主要的钢结构连接技术——焊接技术，在我国的建筑钢结构建设过程中发挥着不可替代的作用。根据相关的资料显示，在建筑领域一半以上的钢结构在使用前都需要进行必要的焊接处理加工，由此可见，为了实现钢结构技术在建筑领域的快速发展，以及钢结构在建筑方面的质量保证，不断提高钢结构的焊接水平就显得尤为重要。
参考文献：
[1] 姚晋勇.论钢结构焊接现场施工工艺.科技情报开发与经济，x,17(13).[2] 徐鹏毅.钢结构焊接现场施工工艺探讨.中国高新技术企业，x(10).[3] 景明勇；
建筑结构设计中结构概念应用分析 篇3
【摘 要】在建筑结构实际中概念设计的应用是非常重要的，概念设计与结构措施优化了实际结构理论中存在无法精确计算的结构构件的设计。因此，需要加强结构概念的培养，以推动结构设计的发展。本文从概念设计重要性的概述出发，分析了介绍了建筑结构设计中概念设计的重要性应用。
【关键词】建筑结构设计；概念设计；重要性；剪力墙；指标控制
传统的建筑结构设计计算，以抗震设计为例，一般根据初步确定的结构断面尺寸、混凝土强度等级计算出结构刚度，再根据结构刚度计算出地震力，再进行配筋计算。但是，结构刚度越大，地震作用效应就越大，配筋量就越大，越不经济，恰恰是为了抵御地震力设置的大量钢筋却又增加了结构的刚度，增强了地震作用效应。那我们在概念设计中就可以考虑降低地震作用效应，隔震效能就是一个很好的设计概念：在基础和主体间设置柔性隔震层；加设类似于阻尼器的消能支撑；可能的情况下在建筑物顶部装设一个“反摆”。这样合理运用概念设计可降低地震作用效应达60%多，能用很经济的造价建造出很安全的建筑。当然，提出的这一思想在实际中可能运用不多，许多技术尚在研究之中，但恰恰说明了概念设计能够很好地拓宽设计思路。
1.结构概念设计与建筑方案的关系
结构概念设计是指结构工程师根据设计任务的要求，基于建筑师给出的建筑方案在现有的工程技术条件下，在安全、经济、合理的思想指导下通过构思、 初步建模电算等手段， 产生的一种或多种结构设计方案的思考过程。它必然地包含了建筑师和结构工程师对建筑产品的共同构想，在结构概念设计过程中，结构工程师从本专业角度出发本着与建筑师共同探讨、交流，和彼此适度合理地妥协的精神，最大限度地将最合理的结构构思融合进建筑设计方案中。因此， 结构概念设计和建筑方案设计一定是同步进行的， 结构概念设计与建筑概念设计一里一表、且互相支撑。可见建筑师和结构师相互配合、共同促进方案（建筑及结构）的形成是建筑设计活动早期的基本特征，它也是结构概念设计的一个基本前提。
2.概念设计的重要性
概念设计在建筑结构设计中起着关键性的作用，对概念设计合理有效的应用，不仅可以丰富结构工程师的实践经验，而且使其设计成果和设计理念也得以不断完善、创新。但在实际建筑结构设计中，多数建筑结构设计师将设计锁定在规范与设计手册等范围内，不敢承接新技术的机遇和挑战，缺乏创新精神和动力，使得建筑结构设计理念乏善可陈，没有什么突破和创意。而建筑结构设计理论和設计计算理论中总会出现计算与实际无法相符的问题或是存在无法计算的结构构件设计，这就要求概念设计结合结构措施来优化结构设计。而作为建筑结构工程师，需要综合自身所掌握的理论概念来选择经济适用、安全可靠的设计方案，所以，结构工程只有通过丰富自己所能掌握的结构概念，充分了解并合理运用各种结构性能，才能交出好的设计方案，成功完成设计任务。
3.建筑结构设计中概念设计的应用
3.1总体指标控制
计算判断结构抗震是否可行的主要依据是在风荷载和地震作用下水平位移的限值；地震作用下，结构的振型曲线，自振周期以及风荷载和地震作用下建筑物底部剪力和总弯矩是否在合理范围中，总体指标对建筑物的总体判别十分有用。若刚度太大，周期太短，导致地震效应增大，造成不必要的材料浪费；但刚度太小，结构变形太大，影响建筑物的使用。
因此，在小高层建筑房屋中，结构构件宜采用高强度材料，非结构构件和围护墙体应用轻质材料。减轻房屋自重，既减小了竖向荷载作用下构件的内力，使构件截面变小，又可减小结构刚度与地震效应，不但能节省材料，降低造价，还能增加使用空间。
3.2基础设计
研究地基基础对建筑抗震能力的影响，做出恰当的选择，已成为高层建筑结构设计的重要部分，基础是房屋的根基，是房屋中极为重要的组成部分，一幢房屋如果没有一个坚实可靠的基础，再好的上部结构也不可能正常发挥其作用，甚至可能导致上部结构的破坏与倾斜。
另外，筏板长度的设置也须研究探讨，由于考虑地下室的使用合理性，常规采用设置后浇带来解决底板超长引起的收缩及温度裂缝，后浇带的作用是明显的，但也给施工带来了不少麻烦，甚至由于处理不当而引起后浇带漏水及裂缝。而有些高层，长宽均达一百米以上，中间就设置几条后浇带.也没有其他措施，这样是不妥当的。
3.3剪力墙设计
剪力墙中的连梁跨度小，截面高度大，在地震作用下弯矩、剪力很大，有时很难进行设计，如果加大连梁高度，配筋值有时反而更大。连梁高度一般是从洞顶算到上一层洞底或从洞项算到楼面标高。对于门洞，上述所示情况梁的高度是一样的；但对于窗洞，连梁高度如果从窗洞算到上一层窗底，有时则高度太高，这样高跨比太大，并且与计算图形不符，相应配筋亦较大，不合理。建议连梁高度计算与设计统一规定从洞顶算到楼板面或屋面，对于窗洞楼面至窗台部分可用砖或其他轻质材料砌筑。对于窗台有飘窗时，可再增加一根梁，两根梁之间用砖填充。连梁配筋应对称配置，腰筋同墙体水平筋。
4.结构概念设计措施
为保证建筑结构的安全可靠性，提高建筑物的抗震性能 结构概念设计所采用的措施应该从保证安全、全面防震方面下手，主要有：（1）选择有利于抗震的建筑场地条件，提高建筑物稳定性，避开不利地段或采取有效防震措施；（2）选用符合抗震要求的高强度结构材料，同时保证建筑结构的延性和均质性，使建筑结构体系能达到建筑要求的抗震目的；（3）合理优化各结构构件的强弱，尽可能多设置抗震防线，使抗震防线在地震持续往复作用下能增加结构的抗震能力；（4）在提高结构抗侧移刚度的同时，选择性提高重要构件的延性，使建筑结构达到合理刚度与承载力分布，加强建筑物的抗震性能；（5）保证抗震的构造连接与经过计算的节点连接，把握好整个构造连接在规范内的度的问题，确保结构的整体性；（6）让建筑物的平、立面布置与概念设计的要求相符，杜绝不规则方案；（7）抛开常规的以计算机完成设计计算的方式， 合理运用设计的实践经验， 以概念结合实际问题进行综合的分析计算， 并实行合理调整。
由此可见，建筑结构设计中概念设计应用是非常重要的。在以后的工作中，我们必须注重概念设计的应用，通过应用概念设计，不但满足建筑设计的安全性，耐久性和舒适性，还要在此基础上，采用合理的结构体系。 [科]
【参考文献】
[1]卓少旭.浅析概念设计在建筑住宅结构设计中的重要性.建材与装饰（中旬刊），2007（10）.
[2]张辉，许兴龙，刘东晓.浅谈小高层住宅设计[J].科技信息，2009（28）.
[3]黄昌厚，张树胜.浅析概念设计在小高层住宅结构设计中的作用[J].中华建设，2008（12）.
建筑膜结构 篇4
“语言与言语”理论。瑞士学者费尔迪南·德·索绪尔是杰出的语言学家和思想家,被推崇为现代语言学的奠基人和结构主义哲学的先驱者之一。索绪尔给“语言”下了一个简短的定义:“在我们看来,语言和言语不能混为一谈;它只是言语活动的一个确定的部分,而且当然是主要的部分。它既是言语机能的社会产物,也是社会集团为了使个人有可能行使这机能所采用的一套必不可少的规约,是潜存在一群人的脑子里的语法体系。”而“言语”则是“个人的意志和智能的行为,其中包括说话者赖以应用语言规则表达他的个人思想的组合”和“使他有可能把这些组合表露出来的心理、物理机构”。
对索绪尔来说,重要的是区分“语言”和作为实际体现的“言语”,分离出语言研究的对象,他认为,把语言和言语分开,就把什么是社会的,什么是个人的,什么是主要的,什么是从属的和偶然的区分开了。语言学家主要的研究对象应该是“语言”、确定构成“语言”单位及其组合规则,而不是去描写言语活动,言语有哪些具体特点并不重要[1]。
“共时与历时”理论。索绪尔在提出区分语言和言语之后,又系统地提出了划分语言共时性(synchrony)和历时性(diachrony)的原则。索绪尔根据语言在时间和空间上的位置,用图1表示语言共时性和历时性的关系。
索绪尔说:“同时性的轴(AB)截取历时性轴的一个横断面,它牵涉到存在的要素之间的关系,在那里排除任何时间的干扰,而连续性的轴(CD),则反映出语言变化的面貌”。从图1可以看到,共时语言学要排除时间的干扰,研究的是联系各同时存在并且构成系统的各要素之间的关系,这些要素是同一集体意识所感觉到的。历时语言学恰恰相反,它是在时间流程中去研究,只研究联系各个不为同一集体意识所感觉到的连续的要素间的关系,这些要素一个代替一个,互相间不构成系统[2]。
2 “框架结构”中的建筑
如索绪尔在说明语言共时性和历时性关系的图中所示,在历时性的CD轴上,可以分别截取a′b′,ab,AB三条共时性轴来看传统城市的发展。用a′b′轴表示传统城市发展的第一阶段:从西周开国之初,到春秋时期,可以《三礼图》中的周王城图为例;用ab轴代表从封建制勃兴的春秋、战国之际,到中唐的第二阶段,可以隋唐长安城为代表;用AB轴表示自中唐迄明、清以唐、宋市坊规划制度的改革为起点的后期封建社会阶段,以明清北京城为例。
从以上三个例子不难看出,三座城市的城市结构均具有一种“框架结构”的性质,就是一种以宫城中轴线作为全城规划的主轴线,结合经纬涂制道路网构成的“框架结构”。从历时角度看,城市“框架结构”中要素的变化,表现为一个要素被另一个要素所代替,而不牵涉到整个结构,它是在结构之外发生的,相当于“个人”的“言语”的变化。如传统城市中的建筑就是城市“框架结构”中的主要要素之一,以上三个不同阶段城市的发展变化也主要体现在如商业建筑、居住建筑等几类建筑在城市中的相对位置及其相应建筑形式的变化。而城市“框架结构”相当于“公共”的“语言”则趋于相对稳定,在“质”上并没有特别大的改变。正是相对稳定的“框架结构”保证了基本要素可以不断地更替来满足不同时代人们的具体要求,新陈代谢使得基本要素一直充满着活力。从共时角度看,“框架结构”为基本要素提供了极大的灵活性,它具有巨大的包容能力。
3 建筑中的“框架结构”
中国传统建筑立面三段式分为屋顶、屋身、台阶三部分。建筑构图的变化多半在于屋顶和台阶,二者在视觉形象上占据建筑立面的主导。屋身在任何建筑的立面上都难免成为构图的主要角色,而在中国传统建筑中是出乎意料的一个例外。除了中国传统建筑之外,所有建筑立面构图的重点都是放在屋身之中,底部和顶部不过是稍加变化而已。“隐性”的屋身本身经常显现出来的多半完全是一种构造和使用功能的形状。事实上,一个中国传统建筑在平面与屋顶完全相同的情况下,改变中段的墙身就可改变建筑物的性质。在顾及建筑周边更加广阔的具体环境时,建筑就还可能被位置或使用的不同而细分为堂、厅、室、轩、斋等不同种类。如宫、室、寝通常是些较封闭的空间,而“厅”这样一个通常占据绝对重要位置的建筑,通透的墙身直接向周边的环境开敞,却可以与宫、室、寝屋顶等级一样,平面结构柱网一样。而这应归因于墙身与其包绕的框架结构之间的关系。框架结构使建筑的承重部分与围护部分脱离,解放的墙身从而可以独立表达自己以及与环境的关系。框架结构的灵活性使它具有极大的适应性,反映在地域上,古代中国几乎整个疆域都可看到木框架结构。如同样平面的“堂”从北方封闭的砖墙,到开敞的木框架墙身,而到皖南及更南“堂”就完全敞开了,建筑只需改变墙身围护部分的材料就可满足各地的要求。在建筑内部,若设置隔断则分为数小间;若不设置则合成大空间;还可若分若合,各种罩、挂落,生出变幻多端的空间,以适应各种生活场所之需。
从历时角度考虑,框架结构使建筑的新陈代谢成为可能。通用型柔性形式的框架结构,使传统建筑系统中类型发生互融与类型具有可互换性,不像欧洲古典建筑那样类型丰富多彩,外观富于变化,而各具个性,也完全不同于现代建筑所谓的“形式追随功能”,强调形式与功能的一一对应。传统建筑的这种新陈代谢式的动态设计观对今天的建筑创作,对作为社会资源的建筑的充分利用仍具有很大的借鉴与启示作用。
4作为一种“框架结构”的窗
传统建筑由于采用了框架结构,承重结构与围护结构的分离使得窗的大小和形式在设计上十分自由,丝毫不受结构上的限制,窗的形式在于构成室内外分隔的一幅美丽的图案。而且窗本身也是一种“框架结构”,其结构构成有三个层次。第一层次为整体构成,由固定的上、中、下槛和抱框、间框组成骨架,骨架中“填充”可开启或固定的扇;第二层次为扇的构成,由竖向的边挺和横向的抹头组成骨架,骨架中再“填充”格心或实心板;第三层次为格心构成,由棂条组成,其内可以糊纸、裱绢,也嵌入各种玻璃、木板等[3]。高度程式化的木构架建筑,屋顶台阶和间架结构都是定型的,而与结构分离的窗却能相对较为敏感地反映出不同功能建筑所要求的不同围护特点。
另外从历时更替考虑,建筑用途、建筑性格的改变以及功能的改善都可以通过改变窗的“框架结构”和所“填充”要素来完成。
5结语
通过对以上“框架结构”中的建筑、建筑中的“框架结构”以及作为一种“框架结构”的窗的三个不同层次的“框架结构”的阐述,可以看到传统建筑的三个不同层次的“框架结构”都具有极大的灵活性和新陈代谢的能力,这种兼具弹性和开放延展性的“框架结构”性质对于现今建筑创作实践无疑仍具有极大的借鉴意义。
摘要：通过索绪尔关于“语言与言语、共时与历时”的结构主义方法论,从传统城市、传统建筑以及传统建筑中的窗三个不同层次对传统建筑进行了一次结构主义视角的分析;传统建筑不同层次的“框架结构”性质对现今建筑创作仍具有借鉴意义。
关键词：框架结构,要素,灵活性,新陈代谢
参考文献
[1][瑞]费尔迪南.德.索绪尔.普通语言学教程[M].北京:商务印书馆,2005:28-37.
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建筑结构 水工钢筋混凝土结构 篇5
增大截面加固法：用同种材料加大构件截面面积，提高承载力
外粘型钢加固法：在混凝土构件四周粘贴型钢，显著提高承载力
预应力加固法：采用外加预应力的钢拉杆或撑杆，使加固与卸载合二为一
增设支点加固法;增设支点减小结构构件的计算跨度或变形，改变传力途径
粘贴钢板和纤维复合材料: 在混凝土表面用结构胶粘贴钢板或纤维复合材料，提高承载力
2、轻质高强的材料有哪些？
答：新型岩棉板、酚醛板、泡沫玻璃板建筑材料是区别于传统的砖瓦、灰砂石等建材的建筑材料新品种，包括的品种和门类很多。从功能上分，有墙体材料、装饰材料、门窗材料、保温材料、防水材料、粘结和密封材料，以及与其配套的各种五金件、塑料件及各种辅助材料等。
3、预防构件裂缝的其他措施？
选用水化热低的水泥，非活性骨料，选用级配优良、含泥量低的砂、石骨料。
大体积混凝土施工采取合理分层、分块、分缝措施。科学确定配合比，掺加减水剂，控制水泥用量，减小水化热。浇筑时加强振捣，提高密实度，可采用二次振捣。及时抹压表面，加强养护，适当延长养护时间。安排合理的拆模时间及顺序。
葛洲坝水利枢纽它位于中国湖北省宜昌市境内的长江三峡末端河段上，距离长江三峡出口南津关下游2.3公里。它是长江上第一座大型水电站，也是世界上最大的低水头大流量、径流式水电站。1971年5月开工兴建，1972年12月停工，1974年10月复工，1988年12月全部竣工。坝型为闸坝，最大坝高47米，总库容15.8亿立方米。总装机容量271.5万千瓦，其中二江水电站安装2台17万千瓦和5台12.5万千瓦机组；大江水电站安装14台12.5万千瓦机组。年均发电量140亿千瓦时。首台17万千瓦机组于1981年7月30日投入运行。[1] 葛洲坝工程具有发电、改善航道等综合效益。电站装机容量271.5万千瓦，单独运行时保证出力76.8万千瓦，年发电量157亿千瓦·时（三峡工程建成以后保证出力可提高到158万~194万千瓦，年发电量可提高到161亿千瓦·时）。电站以500千伏和220千伏输电线路并入华中电网，并通过500千伏直流输电线路向距离1000公里的上海输电120万千瓦。库区回水110～180公里，使川江航运条件得到改善。水库总库容15.8亿立方米，由于受航运限制；2013年无调洪削峰作用。三峡工程建成后，可对三峡工程因调洪下泄不均匀流量起反调节作用，有反调节库容8500万立方米。[2] 云南小湾水电站
中国水电建设史上建设规模仅次于长江三峡电站工程、设计装机容量四百二十万千瓦、年发电量一百九十亿千瓦时的小湾水电站今天（25日）中午12：30实现并网发电。
云南小湾水电站位于云南省大理白族自治州南涧县和临沧地区风庆县交界处，是澜沧江上的第三座梯级电站，总投资超过400亿元，历时10年时间建设。据中国华能集团公司副总经理那希志介绍，小湾工程坝高294.5米，是世界首座300M级混凝土双曲拱坝。其规模之大、施工难度以及运用的技术之多，均属世界之最。
作为西部大开发和“西电东送”工程的重要建设项目，小湾水电站以发电为主，兼有防洪、灌溉、拦沙及航运等综合利用效益，是具有多年调节性能的龙头水库，可以极大改善云南水电站群的调节性能，提高水电站枯期保证出力和电量，使枯期和汛期电量趋于平衡。小湾水电站在保证发电的同时，还可调节下游已建、在建和拟建中的漫湾、大朝山、景洪等多座电站的汛期和枯期发电用水。
哈利法塔（阿拉伯文：جرب ةفيلخ，拉丁化：burj khalifah，英文：Khalīfa tower），原名迪拜塔，又称迪拜大厦或比斯迪拜塔，是世界第一高楼与人工构造物。哈利法塔高828米，楼层总数162层，造价15亿美元，大厦本身的修建耗资至少10亿美元，还不包括其内部大型购物中心、湖泊和稍矮的塔楼群的修筑费用。哈利法塔总共使用33万立方米混凝土、6.2万吨强化钢筋，14.2万平方米玻璃。为了修建哈利法塔，共调用了大约4000名工人和100台起重机，把混凝土垂直泵上逾606米的地方，打破上海环球金融中心大厦建造时的492米纪录。大厦内设有56部升降机，速度最高达17.4米/秒，另外还有双层的观光升降机，每次最多可载42人。哈利法塔始建于2004年，当地时间2010年1月4日晚，迪拜酋长穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆揭开被称为“世界第一高楼”的“迪拜塔”纪念碑上的帷幕，宣告这座建筑正式落成，并将其更名为“哈利法塔”。
加拿大国家电视塔（the CN Tower）又译加拿大国家塔、西恩塔，位于加拿大安大略省多伦多。1995年，被美国土木工程协会（英文：American Society of Civil Engineers）收入世界七大工程奇迹，同时是世界名塔联盟（英文：World Federation of Great Towers）的成员
mitre gate 左右两扇门叶分别绕水道边壁内的垂直门轴旋转，关闭水道时，俯视形成“人”字形状的闸门。mitre gate 左右两扇门叶分别绕水道边壁内的垂直门轴旋转，关闭水道时，俯视形成“人”字形状的闸门。人字闸工作时，两扇门叶构成三铰拱以承受水压力；水道开时，两扇门叶位于边壁的门龛内，不承受水压力，处非工作状态。人字闸门一般只能承受单向水压力，而只能在上、下游水位相等，静水状况下操作运行，最用于通航河道的船闸，作为工作闸门布置在上、下闸首。
建筑膜结构 篇6
【摘要】随着人们生活水平的提高，以及建筑装饰市场的发展，人们开始越来越注重对于建筑物的装饰装修。然而由于装修施工的队伍的素质不同，有些施工队伍无视建筑物的安全，随意对建筑物的结构进行更改，不仅给局部带来了危险，而且也给整个建筑物造成了隐患。
【关键词】建筑；装饰；装修；建筑结构；承重墙；擅自变动承重结构
【中图分类号】TU238.2 【文献标识码】A 【文章编号】1672-5158（2013）01—0200-02
严格意义上的装修应该是在建筑物的基础之上的附着式的施工，这种施工应以建筑的主体做为其载体，而不是取代建筑主体或擅自更改建筑主体结构。如果因为对于房屋的功能上的特殊需要而必须对建筑的主体进行重大的改动则必须提交设计方案，交由城建部门审批，确定不会对建筑的整体结构造成影响的才允许施工。然而在实际的施工过程中我们看到的景象却恰恰与此相反，某些装饰装修施工不但擅自更改建筑结构，而且还在原有的承重结构上挂载额外的荷载。这样做的结果一方面破坏了建筑的原有的设计，改变了原有设计中的承重结构，也就必然使得建筑的承重结构失衡，而额外的荷载则为建筑物带来的额外的、超过了设计荷载的负担，这两种情况势必会对整个建筑物造成严重影响，而且也给整个建筑物带来了安全的隐患。
1 建筑装饰装修变动对建筑结构的具体影响
1.1 增加荷载对结构的影响
1）均布面荷载增加
a.均布面荷载的增加是面层装饰装修施工中通常存在的较大问题。在原有的建筑物的楼面或层面上新增装饰或装修的面层的时候必然会在原有的面层之上增加了均布荷载，尤其是在面层铺设石材面层时，整个楼面或屋面的均布面荷载无疑将会造成设计之外的增加。
b.在豪华装修中安装吊顶时，吊顶的全部重量都将转变为楼板的额外荷载，在吊顶过重时，楼板将承受难以承受之重，其结果自然可想而知。
2）线荷载增加
在装饰装修的过程中当为了实现某种功能而新增墙体时，或者是在既有墙体上增加较重的装饰物时，或者是安装外扩式封闭阳台时，或者是在为外层窗户安装保安护栏时，这些额外追加的重量都会在线荷载的形式对下方的建筑结构产生一定的影响。
3）集中荷载增加
在建筑物的楼面以及屋面安放较重的物体时，物体的重量将做为集中荷载并将荷载向下传送给下层结构。集中荷载包括新增的较重的柱子、较重的豪华型鱼缸、较重的豪华型健身器械等。
4）施工荷载增加
在对建筑物进行装饰装修的过程中，还会对建筑物形成一定的施工荷载。尤其是一些素质较差的不正规的装修队伍，在装修时的野蛮操作将会给建筑物造成严重的施工荷载，在这些施工荷载超出建筑结构设计的最大荷载的时候则会导致建筑结构的破坏。
1.2 墙体变动对结构的影响
1）拆墙
建筑结构最讲究的是四平八稳，最忌讳的是一头沉，这一点相信每个人在玩搭积木的游戏时都会深有体会。因此，在装修时是不允许擅自将承重墙的部分或全部拆除的，因为，拆除承重墙会导致建筑物的受力结构发生根本性的改变，因私拆承重墙引发的楼体裂纹以及崩塌现象不在少数。
2）墙体开洞
即使只是在承重墙上开设洞口，在装修施工中也是不被允许的，因为私开的洞口必将引起整个墙体的截面的削弱，截面的削弱必然降低了承重墙体的承担荷载的能力，有的时候可能就只差那么—点点的荷载就会引发一场灾难性的后果。
3）在墙上开横向槽
我们在实际生活中常常会遇到需要徒手搿开较低大的水果的情况，一种较为省力的做法就是先在水果上横向划开一道口子然后再搿就好搿得多了，同理，在承重墙上横向开槽所产生的负作用也同样明显，因此，应尽可能地纵向开槽敷设管线等。
4）自由分隔
随着高档装修、豪华装修在我国的许多大城市中盛行，拆除室内的全部墙壁然后根据自己的喜好重新进行空间的分隔也越来越流行，但是，殊不知，这种做法是所有做法之中最为危险的一种，这种做法相当于挖空了赖以支撑空间的结构，虽然在装修的过程中还会进行分隔，但是分隔的墙体却完全达不到承重的效果。这种做违反科学的装修在实际装修过程中是必须杜绝的。
1.3 楼板或屋面板上开洞、开槽对结构的影响
在建筑装饰装修工程中涉及楼板变动的主要有如下两种情况：在楼板或屋面板上开洞（特别现在装修大都采用实木地板，实木地板要先在楼面上钻孔，铺设龙骨，钻孔的密度很大，孔的深度也在8-10cm左右，这直接对楼板承载能力有很大的消弱）；在楼板或屋面板上开槽。
1.4 梁的变动对结构的影响
1）凿掉混凝土保护层：当凿掉混凝土保护层而又未能采取有效的补救措施时，梁的截面会受到削弱，钢筋暴露在大气环境中会逐渐锈蚀。
2）梁钢筋焊接：当在原有梁上设置梁、柱、支架等构件时，往往将后加构件的钢筋或连接件与原有梁的钢筋焊接。
3）梁上开洞：梁上开洞将削弱梁的截面，降低梁的承载能力。如果伤及梁的钢筋，后果将更为严重。
4）梁下加柱：梁下加柱相当于在梁下增设了支承点，将改变梁的受力状态，在新增柱的两侧，梁由承受正弯矩变为承受负弯矩，而原有梁在这个部位可能不具备承受负弯矩的能力。
5）梁上增设柱子或梁时，除了连接可能带来的结构问题外，主要问题是增设的梁或柱将把它们所承受的荷载传递给原有梁。
1.5 柱的变动对结构的影响
1）凿掉混凝土保护层。
2）柱钢筋焊接。
3）柱子中部加梁。在柱子中部增设梁将改变柱子的受力状态，增加柱子的荷载以及由此荷载引起的内力。
1.6 封闭阳台、改变阳台的使用功能对结构的影响
人们为了扩大室内的使用面积，往往把阳台当作首先改造的场所，封闭阳台使原来的阳台成为一间小房间或居室的一部分，在其间或堆放物品，或作为厨房，或改为浴室，或放床住人。
2 建筑装饰装修施工应遵守的原则
1）在设计和施工时，必须了解结构能承受的荷载值是多少，将各种增加的装饰装修荷载控制在允许范围以内。
2）建筑装饰装修工程设计必须保证建筑物的结构安全和主要使用功能。
3）建筑装饰装修工程施工中，严禁违反设计文件擅自改动建筑主体、承重结构或主要使用功能。
3 装饰装修施工中需重点注意部位的结构安全
1）梁的装饰安全。常用梁都是钢筋混凝土梁，沿梁的轮廓的转折处一般都配有钢筋，尤其是在梁的下部钢筋更密，所以，在装饰装修过程中，不允许任何形式对它的破坏。
2）柱的装饰安全。在大多情况下，柱是用来支承梁的，通常主要承受压力。
3）框架结构装饰安全。钢筋混凝土框架结构与一般意义上的柱上放梁有所不同。
4）楼板装饰安全。楼板及其下的梁、墙、柱的尺寸、材料及配筋等都是经过强度和稳定性校核后设计的，其所考虑的使用荷载是在正常使用时可能出现的最大荷载。
5）阳台装饰安全。阳台装修时最重要的一点还是负荷问题。挑阳台在设计时，荷载规范只考虑其上作用荷载2.5kN/m2。而装修时，地面修平（一般阳台地面设计比室内地面低30mm）就要增加0.6kN/m2。如果封阳台，再加防护栏，就等于在阳台远端多了一个近几百牛顿的集中荷载。
6）楼梯装修安全。楼梯作为一种通道，其承载量是较大的，故在其装饰装修中，要注意不要增加太多的附加荷载，如踏步表面应选择较轻的饰面材料，对楼梯栏杆的要求既要轻质，又要坚固。
4 结束语
世博会上的膜结构建筑 篇7
1. 膜结构的优越性能
膜结构是一种由高强薄膜材料及加强构件 (钢结构或拉索) , 它通过一定方式使其内部产生一定的预张应力以形成某种空间形状, 可作为覆盖结构并能承受一定外荷载的空间结构形式, 可以很好地达到大跨度、覆盖大空间的目的。膜结构建筑表现了力的平衡美, 是一种受力最为合理的结构形式。用于膜结构的有两种主要建筑织物, 即涂敷聚四氟乙烯 (PTFE) 的玻璃纤维织物和涂敷聚氯乙烯 (PVC) 的聚脂织物。PTFE具有强度高、半透明、耐火不燃以及自洁性好的特点。PTFE膜材主要应用在大型体育场馆、展览馆、会议厅、机场候机厅等对大空间有需求的建筑。PVC聚脂织物与玻璃纤维织物相比, 其强度等性能稍差, 使用年限也较短, 但价格却较便宜。为了改进其性能, 可以在涂层外再加一个面层, 成为聚氟乙烯 (PVF) 或聚偏氟乙烯 (PVDF) 。这种面层能保护织物抵抗紫外线的侵蚀, 并改进其自洁性。PVC膜材主要应用于景观建筑、街景小品等构筑物。[1]
近年来一种新兴膜结构材料, 乙烯一四氟乙烯共聚物 (ETFE) , 在国内大型和重点工程等尖端领域中开始被广泛应用。它不仅具有优良的抗冲击性能、电性能、热稳定性和耐化学腐蚀性, 而且机械强度高、加工性能好。由ETFE制成的膜材替代传统的玻璃和其它高分子采光板、PTFE膜材料等用于大型建筑物的屋面或墙体材料, 显示出无可比拟的优势。ETFE膜为现代建筑提供了一个创新解决方案。由这种膜材制成的屋面和墙体, 重量小, 只有同等大小玻璃重量的1%;韧性好、抗拉强度高、不易被撕裂, 延展性大于400%;耐火性和耐化学腐蚀性强, 熔融温度高达200℃, 并且不会自燃。作为大型公共建筑建筑材料的ETFE膜, 更大的优势还在于它们可以加工成任何尺寸和形状, 以满足大跨度要求, 节省了中间支撑结构, 可以设计出简洁高雅的结构。作为一种充气后使用的材料, 它可以通过控制充气量的多少, 对遮光度和透光性进行调节, 有效地利用天然光, 夜间高反射性能使空间具有卓越的照明效果, 节省能源。又由于质量轻, 它可以根据需要设计成可方便开启和关闭的活动屋顶, 满足大型公共设施保温隔热的需求。不仅如此, 这种膜还具有良好的声学性能, 可以有效地消除回声, 避免了其它膜材、或硬质层顶所产生的噪声。同时, 它还具有的自清洁功能。这种材料的另一个优点是, 可在现场预制成薄膜气泡, 方便施工和维修, 加上成本合理, 使其极具竞争力。ETFE膜使用寿命为25年~35年, 是用于永久性多层可移动屋顶结构的理想材料, 达到B1、DIN4102防火等级标准, ETFE膜完全为可再循环利用材料, 可再次利用生产新的膜材料, 或者分离杂质后生产其它ETFE产品。能够在-70℃~230℃的温度范围内使用, 且材料难燃。
综上所述, 膜结构的突出特点之一就是它形状的多样性, 曲面存在着无限的可能性。采用一般结构的建筑物, 其形状往往是先由建筑师确定。膜结构则不同, 首先它的变形比一般结构要大一些, 其次它的形状是在施工过程中逐步形成的, 需要结构工程师的参与。对于气承式空气膜结构来说, 充气之后的曲面主要是圆球面或圆柱面, 可能没有太多的选择余地。而对于以索或骨架支承的膜结构, 其曲面就可以随着建筑师的想象力而任意变化。也就是说, 膜结构设计打破了传统的“先建筑、后结构”做法。要确定在初始荷载下结构的初始形状, 即结构体系在膜自重 (有时还有索) 与预应力作用下的平衡位置。在初步设计阶段, 先按建筑要求设定大致的几何外形, 然后对膜面施加预应力使之承受张力, 其形状也会相应改变, 经过不断调整预应力, 最后就可得到理想的几何外形和应力分布形态。因此, 在设计过程中, 建筑师和结构工程师要一同确定建筑物的形状, 并进行必要的计算分析, 所设计建筑物的平面形状、立面要求、支点设置、材料类型和预应力大小都将成为互相制约的因素, 一个完美的设计也就是上述矛盾统一的结果。目前, 膜结构已成为结构设计选型中一个主要方案, 成为化纤纺织品应用的一个重要领域。随着计算机技术的不断进步, 膜结构的形状就更多地依靠计算机来确定。在膜结构设计理论中还出现了专门的研究课题——“找形”。为了寻求合理的几何外形, 这个过程通过计算机的几次迭代, 就可确定膜结构的初始形状。[2]
2. 膜结构工程与世博会的历史渊源
膜结构集点的灵巧、线的轻盈浪漫、面的科学和谐, 其极具现代感却又揉合某些传统的建筑因的建筑。膜结构飘逸典雅、刚柔相济, 自问世以来一直广受设计师青睐。随着科技工业的快速发展, 展览业也得到空前的繁荣, 而世博会则是展示一个国家科技、工业发展的最佳舞台。膜结构突出地表现在历年各国举行的博览会上。可以说, 是世博会催生了膜结构, 而膜结构让世博会更出彩。1967年在加拿大蒙特利尔世界博览会的西德馆, 在欧洲, 尤其是德国, 可以说是开创了膜结构构商业化的先河, 这个案例也被普遍认为是世界上第一个膜结构建筑。而作为一种真正的现代工程结构, 大阪万国博览会上的展览馆标志着膜结构时代的开始。在那次博览会上, 一座气承式膜结构的美国馆吸引了人们的眼球。1968年, 美国纽约的建筑师布罗迪和哥伦比亚的建筑师盖格教授合力争取到了日本大阪世界博览会美国馆的设计权。原先的经费2500万美元, 却被一再消减到250万美元, 此设计组承受着巨大的挑战。在这种情况下, 他们将基地挖了一个大坑, 将废土堆在四周, 筑成围墙, 其上浇注一混凝土压力环, 将钢索网固定在环上, 再将膜布固定在钢索网上, 加以充气, 就做成了9290m2的展览馆, 从而开启了充气式膜结构的新篇章。它作为是临时性的展览建筑, 采用的膜材是涂覆PVC的玻璃纤维织物, 算不上先进, 但在强度上也经受了两次速度高在140km/h以上台风的考验。从膜结构的跨度来看, 近似椭圆形的美国馆, 两个方向的跨度分别为140m和83.5m。
自从在大阪世博会上盖格公司成功地向世人推出气撑式膜结构的新设计技术后, 而一直受到建筑工程界的一致认可, 但接着又面临所使用的膜材料问题。这种膜材只有7年~8年寿命, 在太阳紫外线及风雨的交互作用下, 膜布会变得硬脆、破裂, 而失去结构性能。只有使用结构力更强的膜布材料, 才能使这种大跨距的屋顶, 成为永久性的建筑。与此同时, 美国福特基金会下属的教育设施实验室为盖格公司提供了一笔资金, 用于来开发永久性的建筑膜材。盖格公司与美国的杜邦公司、康宁玻纤公司、贝尔德建筑公司、化纤织布公司五家共同开发出永久性的膜结构。于是, 产品很顺利地就制成了, 化纤公司将康宁公司提供的玻璃纤维, 先集成线再织成布纱, 经过矽胶浸泡, 先制成水密坯布, 再多次快速放入特氟隆溶液中, 使坯布两面皆有均匀的特氟隆涂层, 永久性的PTFE膜就正式诞生。经过加速气候实验, 其物理稳定性确定后, 盖格公司又设计出各种结构配件及确定设计程序, 以建造不同性质的膜结构。进入20世纪80年代, 随着计算机技术以及结构分子力学的高速发展, 膜结构的设计裁剪软件不断更新换代, 膜结构在欧美和日本进入了成熟的发展阶段, 在世界范围内尤其以日本太阳工业株式会社的膜结构发展最为迅速。以后的历届世博会都推出大量的膜结构场馆, 如2000年汉诺威世博会法国空客飞机展馆, 到了2005年日本爱知世博会膜结构建筑超过50万m2, 其中日本国家馆代表着当时膜结构的最尖端水平。[3]
3. 上海世博会上的膜结构建筑
膜结构工程是集建筑学、结构力学、精细化工、材料科学和计算机科学等于一体的高科技工程。近年来, 我国的膜结构的发展规模是鼓舞人心的。今年在上海举行的世界博览会更把膜结构运用到极至, 造型各异的膜结构建筑精品给世博会增添了亮丽的风景。
(1) 世博轴
世博轴是世博园区空间景观和人流交通的主轴线, 长约1045m, 宽约100m, 总建筑面积近28万m2, 也是园区内最大的单体项目。世博轴不仅仅是一条轴线, 更以其自由轻盈的形态成为世博园内最醒目的一道景观。世博轴工程采用了全新的建筑形式, 6个巨型圆锥状“阳光谷”分布在世博轴的入口及中部, 其独特形态能够将阳光自然引入地下, 既有利于空气质量的提高, 又能降低人工照明带来的能源消耗。为了构成“阳光谷”大挑悬和空间不规则的形态, 结构体系采用了由三角形网格组成的异形单层网壳, 超白夹胶安全玻璃被嵌在网格内。因为要形成不规则的曲面体, 三角形是最好的能整合成光滑平面的形状, 使得“阳光谷”的整体造型更加完美。连接“阳光谷”的索膜结构由69块巨大的白色膜材拼装组成, 每个圆锥形的“阳光谷”大小不一, 膜材的尺寸不同, 面积达1780m2的一块巨型A级膜布错落地吊装在世博轴的顶部, 呈不规则型。由于它涉及到上万个连接点, 施工工艺精度极高, 在世界同类钢结构施工中是一项突破。整个结构总长度约840m, 最大跨度约97m, 总面积约64000m2。这一超大体量规模的全索膜结构在国内尚属首次, 该工程攻克了在大型独特网壳结构阳光谷建造特大面积索膜结构的世界级难题。在10m的平台上, 人们可以选择能遮阳避雨的“伞”下, 也可以尽情地亲近大自然的阳光雨露, 大空间也因为不规则的穹顶而变得不再具有压迫感。
在流畅升起的“阳光谷”上, 荡漾起一圈圈优雅的涟漪, 仿佛是被施过魔法的光波, 散发出扣人心弦的微妙效果。张拉膜结构两旁静雅的白色默默地烘托着一幅动感又温馨的画面, 有形却又无形, 似光又似影, 阳光谷上荡漾开一片光的波澜, 优雅的涟漪点缀其中, 光和影相谐得是如此巧妙。整个建筑体的整体感和纯净感被充分表达出来, 注重光色整体层面上的渐变、明暗与动感, 以产生生动、感人的艺术灯光景观。阳光谷膜结构内侧顶面的太阳能星光灯和外侧智能LED星光灯, 与张拉膜, 膜结构一起变幻出一道亮丽的风景线。主色调以暖色为主, 向同色系的其他颜色变换和过渡, 并在色彩的明度上产生明显变化。色彩和动感不仅保证了整个膜结构阳光谷立面的完整性, 而且与张拉膜的变化相协调。其艺术灯光景观系统也成功调试到位。“阳光谷”既是世博轴上的标志, 又具有绿色环保和节约能源的功能。天然光可通过“阳光谷”倾泻入地, 满足世博轴地下空间的采光要求。圆锥形的“阳光谷”还具备雨水采集功能, 经循环处理的雨水可用于世博园区植被灌溉, 已成为“绿色建筑”的典范。
(2) 世界气象馆
世界气象馆的主题是“为了人民的平安和福祉”。这个命名为“云中水滴”的展馆, 其建筑构思是从气象概念出发, 展馆内部以“云中漫步”概念为主线, 把四个大小各异、方向不同的白色的扁圆球体相结合, 形成的组合体从各个角度看很容易让人联想到一朵云。出于这种考虑, 建筑外观采用了亮白色膜结构, 形如云状, 膜布上均匀布满喷雾点。外层膜结构和雾状喷泉设计可以起到降温、节能、环保的作用, 堪称“会呼吸的皮肤”。当喷雾全部开启时, 整个展馆宛若一朵漂浮在雾气中若隐若现的白云。建筑设计充分融入节能减排理念, 采用的钢结构和膜结构材料可全部回收再利用, 简单轻便, 节省材料, 符合临时建筑的定位, 又有展览建筑需要的亮丽外观。进入世界气象馆, 参观者仿佛搭乘“穿云飞船”置身于云层中, 一路漫步“气候变化云廊”, 领略“云顶观象”奇观, 观测“小球大世界”实时变化、体验“世博气象台”科技实力, 展望“未来之家”的优质气象服务。如果太阳的高度角小于42度, 在中间步行广场上的观展游客, 面向气象馆, 还可能欣赏到包围建筑的“雾中彩虹”。在气象馆的东北部设有咖啡厅, 其外膜采用透明膜, 让咖啡厅内的客人可直接欣赏“特钢大舞台”等景观, 且不会引进过多的太阳辐射热。
(3) 日本国家馆
日本馆的展示主题是“心之和, 技之和”。这一主题将在一个高24m、占地面积约6000m2的“巨蛋”中展现, 这也是日本历届世博会参展史上最大规模的。银白色的展馆形成一个半圆型的大穹顶, 宛如一座“太空堡垒”, 其实它是一层膜结构, 使日本馆成为一座会“呼吸”的展馆。具体来说, 这个外部由太阳能发电的超轻型薄膜包围的巨大球体可分成三个空间, 分别代表“过去”、“现在”和“未来”三个展区。其中, “现在”展区是整个日本馆的核心, 其内部的6个空间将展示节能、净水等有助于解决全球性环境难题的尖端科技, 象征着日本高科技结晶的机器人将与参观者见面。日本展馆延续了爱知世博会“与自然共生”的理念, 其建筑理念是“像生命体一样会呼吸的环保建筑”。在设计上, 展馆采用了环境控制技术, 使得光、水、空气等自然资源被最大限度利用。展馆外部透光性高的双层外膜配以内部的太阳电池, 可以充分利用太阳能资源, 展馆内则使用循环式呼吸孔道等最新技术。远远望去, 日本馆犹如一个巨大的紫蚕宝宝趴在黄浦江边, 红藤色由象征太阳的红色与象征水的蓝色交融而成, 含蓄内敛, 意寓中日联接。[4]
4. 结语
膜材作为一种现代化的工程结构, 显示了当今建筑技术与科学的发展水平, 也具有巨大的发展潜力。由于膜结构所独有的特点, 如膜材的透射性能很好地解决了采光问题, 又可节能能源, 并给人以身处于大自然环境中的感觉, 特别适用于展览建筑设计中。从多年来国内外的实践经验来看, 膜结构具有强大的生命力, 必将成为今后建筑结构发展的主流。通过促进膜结构建筑科学的发展, 中国与世界的交流和合作也将不断地加强。
参考文献
[1]甘红川, 甘镀, 周艳琼.绿色建材——现代建筑的重要标志.房材与应用.2001 (6) .
[2]王树京.建筑技术概论.北京:中国建筑工业出版社.2008.
[3]中国建筑学会建筑师分会建筑技术专业委员会.华中科技大学建筑与城市规划学院.绿色建筑与建筑新技术.北京:中国建筑工业出版社.2008.
钢结构建筑的围护结构研究 篇8
1 现有钢结构外墙材料
发达国家在20世纪中期已经基本上形成了以混凝土砌块、各种轻板为基本墙材的两大主导方向,我国墙改也逐渐朝着这两个方向发展。对于墙体材料:1)发展混凝土空心小型砌块、加气混凝土砌块和利用轻骨料与工业废料生产的新型墙体材料;2)推广应用保温复合墙板和性能良好的轻质墙材。在20世纪末,国内具有代表性的墙材革新产品有:GRC夹心复合墙板、FC轻质复合墙板、SRC轻质复合墙板、钢丝网架聚苯乙烯夹心墙板、玻璃纤维石膏板。这些新型墙板的应用和发展刚刚起步,大部分主要是作为围护墙和内隔墙[1]。
1.1 新型砌体材料
1)混凝土空心砌块。小型混凝土空心砌块原料为水泥和骨料,还可以掺入大量工业废渣,如高炉矿渣、煤渣、煤矸石、粉煤灰,同时加工能耗比实心黏土砖低2/3,是一种既可作为承重墙又可作为非承重墙使用的墙体材料。抗冻性和隔声能力都较好,施工方法简单,还可利用砌块的空心在墙体内部浇筑钢筋混凝土芯柱,加强建筑物的整体性。小型混凝土空心砌块如加入保温功能的砌块,施工时在其内部插槽中插入苯板等保温材料,可实现保温功能。
2)蒸压加气混凝土砌块。蒸压加气混凝土砌块是在浆料中加入发泡剂发生化学反应产生气体形成多孔混凝土,成型后采用高压蒸汽进行养护,达到一定强度的砌块,绝干比重通常为0.5左右,是混凝土的1/4,空心砖的1/3,可以大大减轻建筑物的自重,对基础的要求降低,减少基础和结构的经济投入。内部的微小气孔使材料内部形成静空气层,导热系数0.11 W/(m·K),保温隔热性能是普通混凝土的10倍,厚度125 mm的蒸压加气混凝土砌块墙保温性能相当于370 mm实心黏土砖墙。由于自身具有良好的保温隔热性能,作为外墙使用时可以不单设保温层,简化施工,节约成本。自身为不燃材料,100 mm厚外墙耐火时间可达到3 h以上。
3)粉煤灰砌块。粉煤灰砌块是以粉煤灰、石灰、石膏和骨料(如煤渣、硬矿渣、石子、煤矸石等)为原料,加水搅拌、振动成型、再经蒸压养护而成的硅酸盐砌块。承载能力和同体积密度的轻骨料混凝土相接近或略高。
1.2 新型轻质墙板
1)单一材料板材。
采用单一材料制作的墙板,目前有加气混凝土和轻骨料混凝土等可作保温外墙条板。这些材料导热系数小,而强度和耐久性较高,构造简单,是理想的保温结构材料,如蒸压轻质加气混凝土板材。
蒸压轻质加气混凝土板材,简称ALC板材,它是以硅砂、水泥、石灰为主要原料,由经过防锈处理的钢筋增强,经过高温、高压、蒸汽养护而成的多孔混凝土板材,是一种性能优越的新型建筑材料。ALC板材有以下优越性能:1)轻质性;2)隔热性;3)耐火性;4)隔音性;5)抗震性;6)承载性。
2)复合墙板[2,3]。
复合材料外墙板,不仅要具备良好的耐候性、抗风雨性能和满足外围护结构保温、隔热的性能,同时还要解决板的连接构造等问题,技术难度较大。
水泥砂浆抹面的钢丝网架类芯板,由冷拔低碳镀锌钢丝焊成三维网笼,中间芯材可选用聚苯乙烯泡沫板、岩棉矿渣棉和膨胀珍珠岩等,面层喷抹水泥砂浆,有时也用C20细石混凝土代替水泥砂浆。此类板材有泰柏板系列、3D板系列、太空板、舒乐舍板等。
钢筋混凝土绝热夹芯板,这类板一般比水泥砂浆抹面的钢丝网架类芯板容重大、热惰性好。
2 围护结构和钢框架的连接
混凝土框架填充墙的设计要求沿柱高每隔一定距离设置拉结筋以保证框架与填充墙之间的可靠拉结。在钢框架填充墙中,由于钢结构本身有较好的变形性能,所以这种结构形式有较好的抗震性能,要求墙体材料应该具有与钢结构变形的随动性能。因此这种抗剪连接件的设置对填充墙与框架的协同工作,有很大的影响。
研究表明,设置抗剪连接件后,增强了填充墙和框架之间的连接,增加了填充墙框架的整体性,因而增大了填充墙钢框架的承载力。对于无抗剪连接件的填充墙钢框架在水平荷载作用下,如果连接不好那么填充墙与钢柱之间变形不协调,填充墙与钢框架由于过早产生裂缝导致分离,未能充分发挥两种材料的受力特性,导致过早的破坏。要充分发挥连接件的作用,必须合理选择连接件的形式,对钢框架结构来说要选择柔性连接件。文献[4]研究表明单纯的受拉连接件如拉结扁钢等对结构的整体性能改善并不大,相反会在框架与填充砌体的接触表面产生较多的次生裂缝,导致结构刚度下降。
3 围护结构对钢框架结构的抗震贡献
钢结构具有自重轻、易安装、施工周期短、抗震性能好、投资回收快、环境污染小等优点,钢结构现在已成为我国建筑发展的趋势。在钢结构建筑中,,围护结构的选用往往是其推广应用的技术关键。在我国,各类砌体填充墙常不考虑其对框架抗侧力的贡献,然而在实际的受力过程中,由于砌体填充墙与框架梁柱之间的耦连作用,使填充墙框架结构的受力情况与纯框架的受力情况有较大差异。我们应该认清围护体系对钢框架抗侧力性能及改善抗震性能的贡献。
同济大学的李国强等[5]建立了不同外墙材料及安装方法的空间钢框架模型,由模型动力特性数据分析对比可以得出:外挂墙板对模型同方向的刚度提高约63%,带墙板钢框架的阻尼比接近7%;砌体填充墙与空框架模型同方向的刚度比值为3.436,有砌体填充墙钢框架的阻尼比约为3%。可见砌块对结构的刚度贡献要远大于外挂墙板的刚度贡献,但砌块对结构阻尼比的提高不多。建议计算地震作用时,带墙板钢框架的阻尼比可取为5%,而带砌块填充墙钢框架的阻尼比可取为3.5%。
武汉理工大学的管克俭在试验研究的基础上,运用ANSYS有限元中的接触单元建模,对加气混凝土填充墙与钢框架的协同工作性能进行了非线性分析,以期对我国钢结构的推广和应用提供一定的理论依据。从两个刚度退化曲线的比较中可以看出:填充墙与钢框架协同工作,可以阻止钢框架达到屈服后出现刚度的急剧下降,从而使结构在弹塑性阶段保持较大刚度的同时能够充分利用钢构件的不断屈服和墙体的破坏进行抗震耗能。另外,加气混凝土填充墙钢框架具有两个稳定刚度阶段的特点可以使结构利用第一个刚度阶段的破坏充分耗能而又不危及结构自身的安全,从刚度上为结构提供了多道抗震防线,符合抗震设防的原则。同时,从刚度退化曲线最后的下降段可以看出,填充墙钢框架刚度曲线的下降速度比纯钢框架刚度曲线的下降速度要缓慢得多,这说明填充墙的存在可以大幅提高钢框架的安全性能。
4 结语
1)现有外墙材料多种多样,为工程建设提供了多种选择。但是面对多样的新型材料,缺乏统一的标准和系统对其各方面性能的研究,这也影响了新型材料的使用和推广;
2)钢结构选择外围护结构并不是仅仅满足保温隔热要求就可以了,还需要考虑与钢结构的连接形式,即其连接的构造是否是柔性方式;
3)围护结构并不是仅仅对钢框架结构起到外围护的作用,合理的围护结构对结构整体的抗震性能有一定的贡献;
4)应对地震作用下,围护结构和钢结构的共同作用作进一步的研究。不仅是围护结构的耗能贡献,如何保证围护结构不过早的产生裂缝,在地震作用下不倒塌、不破坏也将是今后的研究重点。
参考文献
[1]管一萍.FC轻质复合墙板的应用[J].新型墙体材料与施工,2002(9):9-10.
[2]宋立,许宏武,黄树华.新型钢丝网架复合墙板的研制[J].新型墙体材料与施工,2003(4):34-35.
[3]孙福刚.我国轻型复合板生产概况[J].新型建筑材料,1994(5):12-16.
[4]管克俭.钢结构住宅抗侧力体系试验研究与非线性分析[D].武汉:武汉理工大学博士论文,2001.
绿色建筑——木结构建筑的探讨 篇9
木结构建筑确实有不少优点, 一些与设计师有关, 木材是一种建造速度相对更快的材料, 可以先在工厂预制, 制造一部分施工现场所需的部件, 然后再将之带到施工现场, 非常迅速的装配起来, 以上便是承建商方面的最大优点。当然, 消费者的利益才是最重要的。木结构房屋给消费者的益处包括有:舒适, 由于在木结构中的高水平的保温构造, 屋内的温度在不同的季节都较易保持在一定的水平, 所以就可以节省下制冷和制热的能源, 而且可以使我们的生活的境更加的舒适。另外对消费者的益处还有, 如果想要重新装修你的房子, 或者说想要改变一下房子的布局, 你就可以更方便的移动一些墙壁, 改变结构, 确切说是改变整个房子的内部装修。从消防的调查数据显示, 大部分房屋失火都是由室内的家具导致, 包括布艺, 塑料等, 极少是由木材所致.导致发生失火死亡的大部分是由于燃烧这些物体的烟雾毒气, 与木材也无关系.导致房屋坍塌的原因, 大部分是由于温度过高, 导致钢材等结构软化.相对钢结构房屋, 木结构房屋在防火上, 应该更有优点.木结构房屋内部导热慢 (木材良好的绝热性能) , 也就是说一间房屋失火, 难于扩展到另外房屋, 为消防灭火提供了时间.实验表名, 木结构房屋燃烧扩展时间要比钢结构房屋燃烧扩展时间慢4-5倍。德国的消防数据也表明, 失火造成的房屋倒塌的最主要原因是失火初级阶段扩散过快。
木结构房屋的建造中要做到防火、防潮、防蛀。首先在木结构房屋的结构框架和建筑构件的中间缝隙都要用环保的保温材料填充。并且在施工中要具备先进的防潮处理技术, 这就要求包括下部结构的防潮处理, 外部的建筑立面也要做一层涂膜, 在建筑物内部的建筑立面也要铺设防潮材料, 以避免在使用过程中产生热空气进入建筑物的内部。使用木结构的国家都对木结构的安全做过大量的研究, 这些国家的建筑法律规范对木结构有着严格的要求, 以确保安全。经过特殊处理的木材也完全可以做到防虫蛀木结构房屋对我国来说还有很大的优势, 就价格相对低廉。普遍认为花岗岩和天然大理石是高档的材料但是比如地面, 橱面这些, 用石材的确高档, 但是如果使用木材会给人感觉更加自然。简单的建造手段和相对较短的施工周期可以降低木结构房间的成本。简单的来说木结构的建造是, 首先要浇筑混凝土地基, 然后建造房屋的框架, 然后使用楼面板、墙面板以及建筑结构构件, 把房子连接起来。板和结构构件之间采用钉连接。结构部分施工完成后, 在建筑物外立面安装挂板、面砖或者装饰材料, 内部及建筑物内立面则使用防火石膏板或者粉刷做装饰的基层。实际上木结构不但能建成住宅, 它还可以用于多层、多户的建筑以及商业、公共住宅比如国外有很多的木结构旅馆、学校娱乐中心、高尔夫俱乐部等。特别是工业建筑领域, 如厂房仓库等。木材做为建筑体系的一部分也是有效的, 木材与混凝土、钢材等混合应用, 可以实现一些设计概念例如混凝土的结构体系上加以木结构屋顶, 让建筑更加经济实用, 在混凝土的结构中以木材为辅助材料, 在适当的防水处理的条件下可以作为外部材料使用所以木材在建筑施工运用中是有多种方法的室内装修就是一种效果非常明显的例子。其实木屋的推广并不代表这乱砍乱伐, 相反在很大程度上还能够推动植树造林, 加大对可再生资源的运用。
在整个的北美, 特别是在加拿大的建筑, 80%是木结构的房子。木结构房子有很多优点:建造比较快, 通风, 适合人群居住, 装修起来更容易。现在的中国施工人员已经不习惯于木结构建筑, 80年前的日本也同样经历过这个过程, 现在反而开始更大规模地在建筑上使用木材, 木结构的市场比较小, 因为它是以独立住宅为主的, 但它具有的节能性能越来越受到关注, 因为能源价格一直在上涨。木结构建筑的室内装修让人感觉非常舒适。
2 环境的适应
实际上木结构只是一个普通的系统, 在实际使用上, 要根据当地的情况度身订制。中国的南方与北方的气候是大相径庭的, 北方干冷, 类似加拿大的大部分地区, 而上海却是一种混合性气候, 季节性很强, 南方湿热, 所以对中国各地都气候分析。上海有专门的国外建筑研究机构向气象局购买整年的气候资料, 进行非常巧妙的计算机模型, 能据此分析出当地木材中可能含有的水分。当然如果木材中长时间含有大量水分, 肯定是会引起一些问题的产生。上海建筑研究机构就试验了几套不同的系统, 检验出最适合当地的做法并将它作为将来的典型构造。经过实验数据分析研发出一种新型的防雨墙的墙, 由装饰砌块制成, 中间有一定的空隙来保持空气的流通, 这样就可以防止潮气在墙体中的集聚。同样对白蚁问题, 也是根据不同的区域区别对待。在有些区域使用特制的防虫木材, 同时对身体无害的化学药剂浸在木材中, 从而防止虫害。所以随着新技术的不断发展可以根据所遇到的各种问题, 都会对当地的特定情况进行研究, 以符合当地的要求。
木结构能够很好的解决房屋内只有局部温暖而其他地方很冷的问题。这又是一个木结构保温系统带来的优点。实际上它也同房屋的取暖措施有关。通常木结构房屋采用的是中央空调系统, 或是地板层内热水加热系统。通常, 这些设施能使屋子的每个角落同时温暖起来。今天, 可以采用天然气来制热, 市面上已经有非常有效的家用采暖的锅炉。因此通过这样的制热的方式, 在辅以高水平的保温, 就可以得到一个非常舒适的生活空间。木屋的另一种保持能源的方法就是, 在建筑中废气排放的过程会损失很多的热量, 现在利用热量交换的技术就可以将热量重新送回屋内。所以说木结构不仅仅就是木屋, 它结合了保温、取暖、排放等各种有效的系统。
3 材料来源
美国:美国西部辽阔而地势多样, 有一望无际的草原、崎岖的山脉、温带雨林、内陆森林, 还有世界上最富饶、最受珍视的公营、私营、工业和非工业林地, 并由几百万英亩的林地被划为永久保留地, 禁止商业采伐。在严格的法规控制下, 公营或私营木材公司既种树又伐树, 将伐下的树制成林产品, 获取丰厚的利润。要想利润高就要多种树, 才能多伐树。如美国的惠好公司, 已有100多年的历史。是世界上最大的私有林拥有者, 近5万多员工一直从事种树和伐树的工作, 每年销售林产品价值1000多亿人民币。
中国:中国目前的森林不能满足国内的需求, 但进口国外木材是一条很好的道路.如果采用集约化进口, 国外针叶原木运到中国, 相对市场价格不会比国内高.目前国内的大量从俄罗斯进口的木材, 其价格不比中国本土价格高, 因为人家都是大径材出材率高, 其实应该来说比国内同级别的还便宜。
加拿大:加拿大的木材应用及出口已有很长的历史了, 在这方面已有了丰富经验, 同时在更新林业资源方面也有着领先的优势。根据法律规定, 伐木公司必须以可持续的方式砍伐树木, 也就是说砍伐的数量不应超过自然生长的能力, 同时也要求树木再种植。他们每年都会种植相当数量的新树木, 成为下一代的林业资源。所以有强制性的措施才能保证下一代有充足的林业资源。另一个值得一提的是, 在加拿大, 将湿地作为公园进行保护, 这些地区永远不会成为伐木工业的目标, 而是国家级野生动物的自然保护区、观光区。因此这些措施的实施就可以防止今后资源枯竭的问题。
4 我国现阶段木结构的发展现状
木建筑在美国和加拿大使用率最高, 其实在那里民用木建筑是一个层次比较低的建筑形式, 主要是因为木建筑建造灵活, 快捷。他们国家是土地私有制, 看重的是地皮的升值而不是建筑本身。我们国家木建筑历史有几千年, 解放后就停止了大面积的使用。一直处于冰冻阶段。直到前几年在加拿大, 美国和芬兰的推动下中国又重新重视了木建筑, 并于05年实行了新的木结构设计规范。这三个国家中又以加拿大的推动力度最大加拿大木业协会在上海红枫路建了一两层木结构别墅向中国大众展示此种建筑形式的优点。这几年中国各地又兴起了很多木结构建筑公司, 良莠不齐。
参考文献
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[3]徐其文, 汤小平, 索安勇.中国古典建筑木结构特性的分析研究[J].淮海工学院学报 (自然科学版) .2002 (04)
建筑膜结构 篇10
专家建议:推动钢结构住宅建筑已是大势所趋
提起钢结构建筑,大多数人首先想到的是活动板房之类的临时建筑,真正用到长久的住宅建设,还是更愿意相信钢筋混凝土的牢固性。
见到西安建筑科技大学副校长郝际平时,他的第一句话就给这种偏见以有力回击。他说:“美国‘911’恐怖袭击中被摧毁的两座世界贸易中心110层高的大楼,作为地标性建筑,它的牢固性不容置疑吧,那就是钢结构建筑。在汶川地震中,钢结构建筑的抗震性也是得到检验的。”
原来,在我们身边,除了住宅,使用钢结构的建筑无处不在。能直观看出来的就是西安市内的一些过街天桥、厂房,另外,机场的航站楼、曲江会展中心等一些大型的展馆和公共场所,以及法门寺合十舍利塔等都是钢结构建筑。郝际平说:“这些建筑跨度大,有造型,必须使用钢结构,如果用钢筋混凝土结构的话,实现起来难度非常大。”
今年全国“两会”的政府工作报告中明确提出了“积极推广绿色建筑和建材,大力发展钢结构和装配式建筑,提高建筑工程标准和质量”。
郝际平是结构工程(钢结构)专业的教授,还是中国建筑金属结构协会会长。作为全国政协委员,他从自己的专业角度曾连续三年提交呼吁发挥钢结构建筑优势,推进绿色节能建筑体系构建的提案。
郝际平说:“虽然我连续三年提交这方面的提案,但大力发展钢结构建筑今年能被写入政府工作报告主要还是当前经济社会发展的大势所趋,是国家去产能、去库存的重要举措之一。”
在郝际平看来,作为绿色建筑的代表,钢结构建筑凭借轻质高强优势以及施工方式,不仅可以大幅提高工程质量、实现绿色施工,还可以增强城市防灾减灾能力。再加之钢结构本身可以循环使用,寿命到期的建筑拆除后,钢材可回炉,减少了建筑垃圾的产生,可以说,钢结构最符合绿色建筑的“四节一环保”,即节能、节地、节水、节材和环境保护。
肖卫是临渭区杜桥办社区卫生服务中心主任,他当初决定日间老人照料中心项目使用钢结构来建设,最看重的就是钢结构轻质的特点。他说:“服务中心的地基当初是按照六层楼的标准进行建设的,因资金问题,只建了四层。如果用钢筋混凝土加盖的话,楼的安全也有保障。但是通过全面考察,我们了解了钢结构的优势,还是选择了超前的钢结构,目前看来还真不错,对楼下的医疗卫生服务业务的开展没有影响,与嘈杂的钢筋混凝土建筑工地也形成了鲜明对比。”
企业期盼:政府应加大钢结构建筑的推广力度
想过吗,有一天,我们住的房子不再是钢筋混凝土的灌注,而是像搭积木一样,把事先在工厂做好的零部件在工地上安装起来。这不是愿景,而是现实。这就是我们国家多年来提倡的装配式建筑的模式,而这其中最典型的代表就是钢结构建筑。
陕西建工机械施工集团有限公司第一工程公司总工卜延渭说:“钢结构建筑的配件在工厂加工时,生产条件稳定,质量有保证,不像钢筋混凝土建筑在建设过程中受外在气候条件影响大。”
钢结构工程施工是陕西建工机械施工集团有限公司的王牌专业,有60多年的历史,钢结构施工的足迹遍布全国20余省市,在西安、南京两地还分别建立了现代化钢结构加工厂。省内典型的钢结构工程——西安咸阳国际机场航站楼、法门寺合十舍利塔、延安大剧院等都是由他们承建的。
但是,在他们承建的钢结构工程中,住宅类项目几乎是空白。
承建的住宅类钢结构建筑少,陕西建工机械施工集团有限公司也有无奈的一面,因为陕西目前的钢结构住宅建筑多还处于设计规划阶段。汶川地震后,陕西建工机械施工集团有限公司曾建设洋县书院中学、宝鸡八鱼中学、武功县普集镇中心小学,这三所学校的校舍全部是钢结构,当时在全国都是领先的,目前使用效果很好。
钢结构工程公司总经理张伟说:“目前的住宅建筑,在钢筋混凝土和钢结构都可选的情况下,因对钢结构住宅建筑的优势认识不足,多数人会倾向于传统的钢筋混凝土。这需要提高大家对钢结构住宅建筑的认识,同时在政府投资项目上率先示范引领。”
据悉,投资者首选钢筋混凝土建筑的另一个重要原因是建设的成本投入。郝际平说:“这个成本要看怎么算。目前建筑垃圾如何有效处理已经成了一个很大的社会问题,而钢结构住宅建筑在拆除时,钢材可以回炉再利用,几乎没有什么建筑垃圾,而在建设过程中也没有噪音、扬尘的污染,这种社会成本是无法估算的。另外,一般钢筋混凝土结构的住宅都是‘肥梁胖柱’,钢结构的住宅则是‘小巧玲珑’,同样大小建筑面积的住宅,在使用面积上,钢结构要比钢筋混凝土结构增加6%左右,这是钢结构住宅给购房者带来的看得见的实惠。”
杜桥办社区卫生服务中心的日间老人照料中心项目建设的技术经理给记者算了这样一笔账:这个项目采用钢结构施工,使用的工人数量要比钢筋混凝土施工少1/3甚至一半,再加上目前钢材价格较低,整个建设投资算下来跟钢筋混凝土的建设成本基本持平。
郝际平说:“有的省市为了推广钢结构住宅建筑,会优先审批钢结构建筑设计规划,并对购买钢结构住宅的居民给予资金方面的补贴。这方面陕西走得还是有些慢了。”
政府部门:钢结构住宅建筑关键还是要靠市场推进
有同样焦急心理的,还有张伟。前不久,甘肃、四川相继出台了关于推进建筑钢结构发展与应用指导意见时,他都及时地在微信朋友圈里转发,并不忘补充一句“陕西要加油噢”。
2016年3月17日,陕西省住建厅与省工信厅联合组织召开了全省钢结构生产与应用座谈会。与会专家一致认为,陕西发展钢结构其势已成、其势已到,技术、设计、生产、制造和施工能力日趋成熟。郝际平说:“陕西在钢结构建筑方面的科研力量非常强大,全国第一个钢结构建筑专业的博士点就是在西安建筑科技大学。再加上其它高校和设计院所,陕西在这方面的技术优势显而易见。”
今年2月国家出台了《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,在“发展新型建造方式”一节中就提出了“积极稳妥推广钢结构建筑”;除了全国“两会”的政府工作报告,我国《国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》在“提升城市治理水平”一节也提出了“推广装配式建筑和钢结构建筑”。
目前,我国钢结构建筑,尤其是住宅类钢结构建筑的发展还是比较快的。有资料显示,近年来,在北京、武汉、青岛等地已经建成数百万平方米钢结构住宅。
为了顺应钢结构建筑的发展趋势,3月,我省也出台了《陕西省促进绿色建材生产和应用实施方案》,鼓励“积极发展钢结构建筑和金属建材。在安居工程、移民搬迁、文化体育、教育医疗、交通枢纽、商业仓储等公共建筑中,积极采用钢结构。”鼓励推进轻钢结构农房建设,建议政府投资的文化体育、教育医疗等建筑,优先采用钢结构。
近日,从陕西省住建厅了解到,目前陕西省的部分农房建设、校舍及医院的改扩建工程也在使用钢结构建筑,只是形成规模的寥寥无几。几个住宅类钢结构示范项目正处于进行前期规划设计阶段,总面积83万平方米,其中,西安建筑科技大学已为西安市建工集团设计了三栋高层钢结构住宅。
据了解,陕西省钢结构住宅建筑没有专门的补贴标准,只是参照混凝土装配式建筑的补贴标准,相对巨额投资,补贴只是杯水车薪,对市场的推动作用不明显。
陕西省住建厅建筑节能与科技处处长韦宏利说:“政府投资项目要引领示范钢结构住宅建筑,必须在立项、土地供应环节核算钢结构建筑的成本,不然后期追加会远远超出年度预算的。另外,一些习惯性的工作流程也要有相应的调整,适应钢结构住宅建筑的需要。”
目前陕西省市场自发的钢结构住宅项目寥寥无几。韦宏利说,政府引导只是一种行政手段,关键还是要提高群众认识,提高钢结构住宅建筑的市场认可度,依靠市场来推进。陕西省将承办第十四届全国运动会,一些场馆的改扩建,都是扩大钢结构建筑市场影响力的机遇。
为了迎接正在到来的钢结构建筑的高潮,陕西省钢结构生产基地也正在加紧培育。陕西建筑产业投资集团有限公司、陕西龙门钢铁(集团)有限责任公司、陕西泰山置业集团有限公司、杭萧钢构股份有限公司、韩城市经开区建设投资有限公司共同入股投资的中国西部绿色建筑集成基地钢结构项目,规划占地500亩,总投资7.5亿元,每年将为500万平方米装配式钢结构绿色建筑提供集成配套。作为陕西省钢铁企业的龙头,陕西龙门钢铁(集团)有限责任公司正在进行供给侧结构改革,由过去单一生产线材,也就是我们通常说的钢筋,向型材方向转变,满足钢结构生产的需求,以扭转目前钢结构生产所需省内供应能力弱的局面。
韦宏利说:“目前钢结构住宅建筑都处于示范引领阶段,大家都在摸索经验,有些技术有待进一步提高,我们的步子也不宜迈得太快,尤其中西部地区的几个省市,大家都处于同一起跑线上,我们的目标就是通过几年的示范推广,在施工上、技术上把陕西打造成中西部地区钢结构建筑的中心区域。”
建筑膜结构 篇11
【关键词】高层建筑；结构；转换层；设计
功能多样化的高层建筑物，由于受到多方外部及自身荷载的影响，其应力结构十分复杂。设计时要严格按照相关规范的要求进行，并注重结构的设计内涵，综合考量建筑各个层次空间的使用功能，使建筑物不仅在水平及垂直方向上具有强大的抗震能力，保障建筑物的安全性，并能完美的发挥出使用效果。
一、高层建筑转换层结构设计的类型
在选择转换层结构的时候应该考虑各个建筑的风格、受力情况、外部荷载和使用功能等多个因素的影响，根据各个转换层结构的设计方法进行综合考量。
（一）梁式转换层结构
梁式转换层结构在垂直向外力传递的路径有着其他转换层结构没有的优势，即运用墙（柱）转换梁柱（墙），使得外力传递直接，路径清晰。这样的传力体系不仅施工简单、成本较低，更便于结构内力的计算和分析。因此，梁式转换层结构的使用非常广范，选择梁式转换层的高层建筑约占转换层建筑总量的75%。梁式转换层包括托墙、托柱、加腋型、不加腋型、钢结构型、钢筋混凝土型、钢骨混凝土型等多种类型。转换梁的主要功能是承受垂直向的外力，其设计方法应考虑其应力大小、刚度、强度以及转换层形式等多个因素，具体分析在外力作用下的受力规律。针对各方受力情况可使用有限元分析程序进行逐一精确的分析和计算。
（二）桁架式转换结构
对比梁式转换层，当其承重结构是由榀量相对的较多的钢筋混凝土桁架所组成时，即为桁架式转换结构。在转换层的上层及下层楼的结构层内分别设置上弦杆和下弦杆，并于层间设置腹杆。与梁式转换结构相比，这种结构具有很多优点。桁架的高度较大，下弦杆的截面面积较小，因而占用的空间十分有限。除此以外，结构整体性高，受力路径清晰，结构内力的计算和分析更简易。与箱式结构相比，自重小，不仅能作为设备层还能用作其他用途；外力的承载力高，管道的维护和安装简单方便。桁架的设计原则“强斜腹杆，强节点”，但影响节点荷载状况的因素众多，因而设计有一定的难度。当楼层的高度较小时，斜压的腹杆容易成为超短柱，在地震来时极易成为薄弱的节点，破坏的可能性加大。
（三）厚板厚梁式转换结构
当建筑物上下层的柱网分布不均匀，而轴线分错较为复杂时，托梁直接承托已经没有办法达到效果。这时，应该做成厚度较大的托承板，即为所说的厚板厚梁式转换结构。为了达到预期的效果，这种结构的托板厚度相对较大。这种结构有效地解决了上下层柱网的不对称性。但是这种结构的传力体系不清晰，使得结构在进行内力计算和分析时都有困难。还有因为采用厚板厚梁，所以在柱墙或各个连接部分都有配有一定量的钢筋，应设置暗梁，因此，材料消耗较多。还有转换板由于自身重量大，对于该转换层纵向构件的承载力要求很高，转换板刚度和质量均很大，地震来时会承担很大的地震作用，而且垂直刚度也会因此受到影响。
二、高层建筑转换层的结构布置
转换结构可以根据其建筑功能和结构传力的需要，沿高层建筑高度方向一处或多处灵活布置（或是楼层局部布置转换层），且自身的这个空间既可以作为正常使用楼层，也可以作为技术设备层，但应该保证转换层有足够的刚度，以防止沿竖向刚度过于悬殊。当建筑物较高柔（如框架-核心筒结构），整体刚度可能不足，在结构竖向的一定部位设置水平刚性楼层（加强层），人为地加强结构的整体弯曲效应，这时转换层可同建筑物的加强层、设备层等统一考虑。对大底层上部为多塔的建筑，塔楼的转换层宜设置在裙楼的屋面层，并加大屋面梁、板尺寸和厚度，以避免中间出现刚度特别小的楼层，减小震害。对部分框支剪力墙高层建筑结构，其转换层的位置，7度区不宜超过第5层；8度区不宜超过第三层。
三、高层建筑转换层的抗震设计
高层建筑要考虑的层面不是简单的舒适度这样的问题了，还要考虑抵御自然灾害的能力，因此在高层建筑的实际中已把抗震列为首要追踪的关键性问题。在高层建筑的转换层设计上就要加强抵御震力的能力，对转换层的上下层次要做重新的设计，尽可能的把上下的竖向构架进行重新的分配，对楼板也要进行剪力的重新构造，减弱平面内的受力状况，加强地震剪力的安置，这是至关重要的，不可忽视。
对带转换层的剪力墙结构及带转换层筒体结构这两类转换结构，通过转换层上下层间位移角及内力变化情况的分析，可得出影响其抗震性能的主要因素，分别是：转换层设置高度、转换层上部与下部结构等效刚度比、转换层结构与其上层结构侧向刚度比。对带转换层筒体结构其主要影响因素表现为转换层上部外筒的刚度、转换层设置高度和内筒刚度对转换层位置较高的带转换层的剪力墙结构仅仅控制转换层上、下楼层的侧向刚度比是不够的，还应控制转换层上部与下部结构等效刚度比，转换层上部与下部结构的等效刚度比越大，转换层上下层间位移角及内力突变情况越明显，设计时应当加以控制，使其尽量接近于1，且不大于1.3。带转换层的筒体结构，如转换层上部的外筒为框架，一般情况下不会发生刚度突变，但建立传力途径的变化仍然存在。
四、高层建筑转换层的轴压比控制
高层建筑中转换层还要注意轴压的比率，尽量控制这个比率，我们知道，转换层的支梁和支柱在内交角的位置，有一个突出的应力表现情况，由于深受水平负载以及垂直负载的双重影响，柱子的横截面，柱子的剪力，以及柱子的弯矩在相对条件下较小，所以轴压力的承受力主要受框支柱所支撑，转换层以上的墙体垂直负载和水平负载差不多都能借助板平面内的刚度传递给落地剪力墙，因此要严格控制框支柱的轴压比。例如，在一高层建筑实处，设计的方案是这样的：抗震设计时框支柱的轴压比小于0.6，砼的强度等级高于C20，但低于C30，采用螺旋箍围绕框支柱全高密度较小，箍筋直径要不足10，问距不足100mm，这个设计方案，在真正实行的过程中限制了柱箍筋配箍率，减弱了转换层柱的抗剪能力。因此要切合实际的对高层建筑进行科学的检测，确保万无一失。
五、结语
总之，任何事物的都要根据具体的实际的问题出发，根据客观存在的条件，根据高层建筑中的实际问题，依据不同的特点和特征，尊重自然的情况下，设计出最佳方案。另外，在设计上不要循规蹈矩，打破以往的设计因素，确保方案设计的全面性、科学性，减少高层建筑施工中的风险和难度。
参考文献：
[1]曲岩岩.高层建筑梁式转换层结构设计分析[j].科技创新导报，2008（8）.
建筑膜结构 篇12
《决定》说，长期以来，江苏沪宁钢机股份有限公司始终坚持质量第一、诚信至上，以高度的责任感，建造了一批优质工程，为中国建筑钢结构事业的发展，作出了积极的贡献。经钢结构委员会专家组广泛深入的调查、综合考评，决定授予江苏沪宁钢机股份有限公司2005-2007年度“中国建筑钢结构质量第一品牌”的称号。
《决定》希望各会员单位以江苏沪宁钢机股份有限公司为榜样，努力提高工程质量，规范市场行为，进一步促进中国建筑钢结构行业的健康发展。
7月8日，中国建筑金属结构协会会长杜宗翰、副会长兼秘书长李建忠、副会长徐文铎、建筑钢结构委员会主任张爱兰和有关专家专程前往江苏宜兴参加授牌仪式。杜会长亲自将刻有“中国建筑钢结构质量第一品牌”的铜牌交到江苏沪宁钢机股份有限公司董事长王寅大的手中，希望沪宁钢机能进一步练好内功，加强管理，继续不断努力加强技术创新，站在国际技术前沿，把握国内巨大市场空间，增强区域整体竞争优势，自觉规范行业行为，为我国钢结构行业再创辉煌业绩。